RNA家族

DNA是遺傳信息的主要載體，生物的生理功能主要由蛋白質來完成，RNA是遺傳信息轉化為表型過程中的橋梁。人類基因組中約93%的DNA可以轉錄成RNA，其中只有2%的mRNA可以翻譯成蛋白質，98%的非編碼RNA。與DNA相比，RNA種類多，分子量相對較小，在遺傳信息的表達和調控中起著重要作用。

非編譯RNA在RNA家族中有絕對的數(shù)量優(yōu)勢，那么我們來了解一下它的成員:

RRNA:核糖體核糖核酸，單鏈，是核糖體的組成部分

TRNA:轉運RNA，70-80nt，單鏈，負責蛋白質合成過程中的氨基酸轉運

微小核糖核酸:微小核糖核酸，18-25nt，單鏈

小干擾核糖核酸，21-23nt，雙鏈

核糖核酸:26-35nt，單鏈，一種哺乳動物生殖細胞特有的核糖核酸

LncRNA:長鏈非編碼RNA，>:200nt，單鏈

環(huán)狀核糖核酸:環(huán)狀核糖核酸，包括端粒酶核糖核酸、snoRNA、圣心等

第二代測序中的RRNA之謎

如果非編碼RNA的數(shù)量占優(yōu)勢，那就必須提到rRNA，豐度最高的成員。因為核糖體RNA的豐度在RNA中最高，所以無論是真核生物還是原核生物，rRNA都占總RNA的80%-90%；rRNA的大小有很多種，比如28s，18s，5s等。在第二代測序中，經常使用28s與18s的比值來表示真核生物RNA樣品的完整性，這表明了rRNA在第二代測序中的重要地位。

而mRNA測序、lncRNA測序、microRNA測序、circRNA測序在生物醫(yī)學領域非?；钴S，而在第二代測序中起重要作用的rRNA往往被從其他測序產品中剔除。rRNA對其他測序產物構成什么威脅，以至于被“殺死”。

為什么第二代測序中rRNA被“殺死”？

在第二代測序的應用中，研究人員希望最大限度地從測序數(shù)據中獲得有益的生物信息。一方面，作為RNA中最豐富的成員，rRNA能夠提供的關于轉錄物的信息非常少，被認為是測序資源的浪費。另一方面，去除rRNA可以提高低豐度轉錄物的相對豐度，并使豐富的轉錄物更容易檢測。因此，通常在測序前從RNA樣品中去除rRNA，去除rRNA的效率也被認為是轉錄本閱讀最大化的關鍵因素。

關于去除rRNA方法的競爭

根據真核生物基因的特點，可以通過將基因的聚腺苷酸尾與聚胸腺嘧啶寡核苷酸匹配來提取基因。這種方法叫mRNA-seq；?；蛘咄ㄟ^雜交捕獲rRNA，然后用磁珠吸附去除，稱為核糖零序列；此外，還有一種利用雙鏈特異性核酸酶提取mRNA的方法，稱為DSN-seq。具體實驗流程見圖1A

圖1a。mrna-seq、核糖-零-seq和DSN-Seq方法構建文庫的流程圖

2014年，趙薇和其他人在BMC基因組學上發(fā)表了一篇文章“通過多聚腺苷酸捕獲、核糖體核糖核酸耗竭和基因微陣列進行表達譜分析的核糖核酸序列比較”。他們使用來自北卡羅來納大學和腫瘤基因組繪圖項目的冷凍組織樣品和福爾馬林固定石蠟包埋樣品，然后討論了rRNA的去除效率、基因組序列匹配、轉錄組覆蓋、轉錄定量準確性和可重復性、基因表達模式和差異基因表達、以及不同測序深度的注釋基因覆蓋。三種方法的rRNA去除效率、基因組序列匹配和轉錄組覆蓋率的結果如表1所示。

表1幾種核酸測序方法的性能分析

2018年，趙善榮等人用人的血液和結腸樣本比較mRNA-seq和rib-Zero-seq去除rRNA。詳細過程如下圖2所示。

圖2實驗設計流程圖

兩種方法獲得的reads和Unique_Mapped的基因組差異不大，但外顯子區(qū)域數(shù)量差異較大，特別是在血樣中。核糖零序列法獲得的數(shù)據與內含子的比率較高，這表明讀數(shù)與未成熟的RNA或前提RNA相比。詳見圖3A。

圖3A。從兩種方法的不同樣本獲得的讀數(shù)的統(tǒng)計圖表

從以上結果可以發(fā)現(xiàn)，對于不同的樣本類型，選擇有針對性的方法去除rRNA是非常重要的。微分基因擁有強大的實驗技術團隊，我們的技術人才擁有多年的行業(yè)項目經驗。他們可以根據不同的物種、不同的樣品類型和不同的樣品質量選擇最合適的方法去除rRNA，并優(yōu)化操作過程。下圖是我們去除rRNA的一個例子。我們對高rRNA去除率感到震驚還是興奮？如果需要通用轉錄組，lncRNA，圓環(huán)RNA和全轉錄組，我們歡迎討論具有差異基因的生物學規(guī)律的有限普遍性。

參考

奧尼爾，格洛瓦茨，施倫普伯格:核糖體RNA耗竭對RNA-序列能力的有效利用。Curr Protoc Mol Biol 2013，第4章:第4.19單元。

威廉和蘭德里，2009年。通過大規(guī)模并行RNA測序對表達進行定量測量。方法48:249-257。

趙偉，何曉，郝德利，等.用多聚腺苷酸捕獲法、核糖體核糖核酸缺失法和基因微陣列法比較核糖核酸序列的表達譜.BMC基因組學，15，1，2014，15:419。

趙s，張勇，加米尼，等.臨床RNA測序中兩種主要RNA-序列基因定量方法的評價:聚腺苷酸+選擇與rRNA缺失.《科學報告》，2018年，8:4781。